Pi gwo sistèm MABR mondyal sa a pral chanje konpreyansyon w sou pwosesis aere!
Kounye a, nan pifò plant tretman dlo ize tradisyonèl yo, konsomasyon enèji nan pwosesis aere a reprezante plis pase 50% nan itilizasyon enèji total plant lan, kite yon gwo potansyèl pou ekonomi enèji. Kòm yon teknoloji tretman dlo ize manbràn byolojik ki sèvi ak transmisyon selektif oksijèn atravè manbràn pou bay oksijèn epi sèvi kòm yon konpayi asirans biofilm, teknoloji MABR ka efektivman redwi konsomasyon enèji tretman dlo ize, ogmante chaj enstalasyon an, ak amelyore retire eleman nitritif nitwojèn ak fosfò. Li gen avantaj teknik enpòtan nan trete dlo ize gwo demann oksijèn, dlo ize temèt konpoze òganik, ak dlo ize amonyak-azòt segondè.
Hespeler Wastewater Plant: Pi gwo sistèm MABR nan zòn sifas manbràn nan mond lan
Sitiye nan Cambridge, Ontario, Kanada, Hespeler Wastewater Treatment Plant la se youn nan trèz izin k ap sèvi popilasyon rejyon Waterloo ki gen plis pase 600,000 moun.
Yo te konstwi orijinal la an 1973, yo te modènize plant lan an 1988 ak 1992, men amelyorasyon sa yo pa t ase pou satisfè demann popilasyon an ki ogmante ak kondisyon efikasite tretman dlo ize k ap monte. Se poutèt sa, Gouvènman Rejyonal Waterloo te deside revizyon pwosesis tretman segondè nan plant Hespeler la.
Hespeler Wastewater Tretman Plant
Nan 2017 ak 2018, gouvènman rejyonal la te mennen ankèt sou plan konsepsyon, pèfòmans alontèm, ak posibilite ekonomik pou enstale teknoloji MABR, finalman deside amelyore sistèm depo aktive aerobic li a nan yon sistèm pwosesis konbine MABR/AO (anoxic-oxic). Lè pwojè a te ale an 2021, li te vin pi gwo sistèm MABR nan mond lan an tèm de sifas manbràn.
Desizyon an pou chwazi teknoloji MABR pou plant Hespeler pwouve yo trè benefik.
1. Soti nan yon pèspektiv ekonomize enèji:
Konsènan metòd orijinal aerobic aktive boue nan Hespeler, seksyon sa a konsome 60% nan enèji total la kòm oksijèn te mande nan aere mikwo ti wonn. Pandan amelyorasyon an, yon rediksyon 40% nan konsomasyon enèji byochimik plant lan te lakòz.
Nan yon izin tretman dlo ize tipik, metòd aere konvansyonèl la itilize soufle oswa aere mekanik kote lè oswa oksijèn pi mekanikman fòse nan dlo ize a. Malgre ke metòd sa yo efikas ak fasil pou kontwole, yo gen anpil dezavantaj: gwo kantite aere bul pwodui gwo konsomasyon enèji, pri operasyonèl ak efikasite transfè oksijèn ki ba.
Kontrèman ak teknoloji MABR la, kontni oksijèn nan manbràn fib la kondwi pa diferans ki genyen ant kontni oksijèn andedan ak deyò apre aere kòmanse. Materyèl la manbràn fonn ak difize oksijèn kòm yon molekil sèl konsa ke li ka difize nan manbràn an. Konpare ak metòd aere konvansyonèl yo, MABR gen plizyè avantaj:
Sepandan, oksijèn ka dirèkteman delivre nan biofilm a, ki ka diminye anpil rezistans transfè oksijèn atravè faz likid la epi kouvri yon itilizasyon oksijèn ki gen plis pase 100%. Sèvi ak metòd tradisyonèl yo, efikasite transfè oksijèn sèlman rive nan 1.5 kg/(kW·h), tandiske li ka ale jiska 6 kg/(kW·h).
◎ Li se yon anviwònman ki estab pou kwasans mikwòb ak repwodiksyon. Entansite aere MABR la twò grav, li pa pwodui prèske pa gen okenn domaj nan mikwo-òganis ki tache ak fib manbràn yo, ki estabilize kwasans mikwòb.
◎ Ayerasyon sa a se bul gratis, anpeche eleman temèt yo te pote nan lè a anjeneral nan bul pou fè pou evite polisyon segondè. Anplis, li siprime jenerasyon kim nan metabolis mikwòb.
◎ Lè yo fasil ajiste rezèv oksijèn, fatra gaz ki soti nan demann minimòm oksijèn pou reyaksyon evite.
2. Soti nan yon pèspektiv ekspansyon kapasite:
Kapasite pwosesis orijinal la nan plant Hespeler la te 6,600 m3 / jou. Apre amelyorasyon an, kapasite tretman an ogmante a 9,320 m3 / jou, yon ogmantasyon 40%.
Ekipman MABR se kontra enfòmèl ant, okipe ti espas, epi yo ka enstale dirèkteman nan tank ki egziste deja. Se oksijèn oaza transmèt nan manbràn la pou aere san ti wonn, ak efikasite transfè oksijèn segondè. Oksijèn bay la konplètman itilize pa biofilm, sa ki lakòz itilizasyon oksijèn segondè ak anpil ogmante byomass sistèm nan, reyalize ekspansyon kapasite plant san ekspansyon fizik.
Amelyorasyon MABR yo ka ogmante chaj izin tretman dlo ize ki egziste deja a 20%-40%, oswa menm pi wo.
Direksyon transfè oksijèn nan MABR se kontrè ak direksyon transfè nitwojèn amonyak ak matyè òganik. Bakteri nitrifikasyon fòme kwasans dominan tou pre sifas manbràn epi yo pwoteje pa biofilm deyò a, ki pa sèlman ogmante pousantaj nitrifikasyon, men tou asire estabilite nan nitrifikasyon. Avantaj sa a evidan sitou anba chaj chòk oswa pandan mwa ivè frèt.
Anvan amelyorasyon an, nitwojèn amonyak efluent sezon fredi a (ak yon tanperati dlo minimòm 10 degre) depase estanda egzeyat 5 mg/L; apre amelyorasyon an, efluan an satisfè estanda a (limite egzeyat sezon fredi < 5 mg / L, limit ete < 2 mg / L).
Anplis de sa, enstale réacteurs MABR nan tank anaerobik oswa anoksik pèmèt nitrifikasyon ak denitrifikasyon similtane. Anba menm kondisyon nitwojèn total efluan yo, konpare ak lòt pwosesis pou retire nitwojèn tankou A2O, li diminye rapò resikilasyon entèn yo, amelyore efikasite denitrifikasyon pandan y ap ekonomize sous kabòn ak enèji.
Twa kle Faktè Enfliyanse pou Manbràn Aere Biofilm Reactor (MABR)
1. Presyon Aere
Depi presyon fonksyònman nan MABR dwe rete anba pwen jarèt manbràn an, nou jwenn aere san jarèt.
◎ Nan presyon ki twò ba, pa pral gen ase oksijèn ki fonn nan biofilm enteryè a, e konsa aktivite a nan aerobically nitrifying ak bakteri heterotrophic ap soufri.
◎ Nan presyon trè wo, tout biofilm a pral aerobic, ankouraje bakteri anaerobi denitrifying ak lòt anaerobi yo pa grandi ak afekte yon fason negatif pwosesis la denitrifikasyon.
An reyalite, efè tretman an ta dwe reyalize nan pratik anba entansite bon jan kalite dlo ki apwopriye dapre kalite dlo espesifik.
2. Dlo Koule Vitès
Nan etap nan atachman mikwòb, vitès la koule twòp pral anpeche kwasans lan mikwòb ak adezyon, Se poutèt sa, to koule a pa twò wo nan etap sa a.
Yon fwa yo fòme biofilm, yon ogmantasyon nan vitès koule dlo diminye epesè kouch fwontyè likid la. Kòm epesè biofilm estabilize pandan operasyon ki estab, ogmante vitès koule diminye yon epesè kouch fwontyè nan faz likid ak ankouraje renouvèlman biofilm, ki diminye epesè biofilm twòp, ogmante efikasite transfè oksijèn ak polyan.
Vitès koule efluan se youn nan faktè ki afekte kwasans mikwòb ak epesè biofilm, dapre rechèch la.
◎ Mens kouch fwontyè a se akòz vitès koule ki pi wo a ak epesè biofilm ki estab ki koresponn lan.
◎ Ogmante pousantaj degradasyon polyan mande pou diminye vitès koule, pi epè biofilm ki estab, ak yon pi epè biofilm ki estab nan pi ba vitès koule.
3. Pwopòsyon Kabòn, Azòt ak Fosfò nan dlo ize
Yon rapò C:N:P apwopriye ankouraje kwasans mikwòb nan biofilm MABR, fasilite nitrifikasyon similtane ak denitrifikasyon nan raktor la.
◎ Nan ka ki ba C:N rapò, konsantrasyon kabòn òganik la ensifizan pou satisfè demann sous kabòn pou denitrifikasyon, ki afekte efikasite total retire nitwojèn.
◎ Lè rapò C:N a twò wo, bakteri eterotwofik aerobic ap pwopagasyon ak konsome yon gwo kantite oksijèn, bese konsantrasyon oksijèn ki fonn lan ak anpeche nitrifikasyon.
Kat senaryo aplikasyon komen pou reyaktè biofilm aere manbràn (MABR)
- Tretman gwo dlo ize amonyak-azòt
- Aparèy entegre pou tretman dlo egou domestik nan zòn riral yo
- Byolojik restorasyon nan dlo rivyè vil yo
- Amelyore plant tretman dlo ize pou pi bon pèfòmans
An reyalite, nan dènye ane yo, MABR te de pli zan pli aplike nan plant tretman dlo ize atravè lemond.
Pa egzanp, nan Plant Tretman Dlo Ize YBSD nan Illinois, USA, yo te modènize 10 byoreaktè aerobic orijinal yo nan 2 tank anaerobik, 2 tank anoksik MABR, ak 6 tank aerobic, ak 12 modil MABR enstale nan tank anoksik yo. Sa a te konvèti pwosesis aerobic anvan an nan yon pwosesis pou retire nitwojèn ak fosfò, reyalize objektif pou ogmante kapasite tretman pandan y ap amelyore nitwojèn byolojik ak retire fosfò.
Peryòd aklimatasyon biofilm sistèm MABR a te sèlman 3 semèn, epi apre sistèm tretman dlo ize a te konplètman fonksyone, chaj enfliyan BOD5 la te ogmante a 0.60 kg/(m3·jou), yon ogmantasyon 47% konpare ak pre- nivo ajou.
Efluan final plant la te satisfè tout atant konsepsyon, ak BOD efluan5<10 mg/L, total suspended solids (TSS) < 10 mg/L, NH3-N < 1.5 mg/L, and TP < 1.0 mg/L. The average oxygen transfer rate (OTR) and oxygen transfer efficiency (OTE) were 10.8 g/(m2·day) and 33.3%, respectively.
Analiz popilasyon mikwòb nan biofilm a te montre ke bakteri amonyak-oksidasyon (AOB) ak bakteri nitrite-oksidasyon (NOB) matirite pou 40% nan popilasyon an mikwòb, plis pase kat fwa pi wo pase nan pwosesis konvansyonèl aktive depo.
Anplis, konpare ak pwosesis CAS la pou yon plant nan menm echèl la (ak yon pri envestisman $ 25 milyon dola ak yon tan konstriksyon 2.5 ane), pwosesis MABR la te gen yon pri envestisman sèlman $ 5 milyon dola ak yon tan konstriksyon nan 1 ane, siyifikativman diminye depans ak tan konstriksyon.